Глава 7. Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород.
Сущность систем этого класса. Отбойка производится участками различных размеров, при этом налегающие породы обрушаются, и выпуск отбитой руды производится под обрушенными породами – это наиболее характерная черта систем разработки этого класса. В связи с этим потери и разубоживание повышены.
Условия применения. Месторождения мощные и весьма мощные. Угол падения от 50 град. и более. При большой мощности залежи угол падения может быть любой. Ценность руды невысокая, в крайнем случае – средней ценности.
Выделяют 2 группы систем разработки:
Системы подэтажного обрушения, когда этаж по высоте отрабатывается несколькими подэтажами в нисходящем порядке.
Системы этажного обрушения, когда запасы блока отрабатываются на всю высоту этажа.
В каждой из этих групп можно выделить:
варианты с двухстадийной выемкой (с компенсационными камерами);
варианты с одностадийной выемкой (или сплошной выемкой).
Варианты со сплошной выемкой рекомендуются при высокой естественной напряженности массива пород, затрудняющей поддержание компенсационных камер, а также при интенсивной трещиноватости массива, обеспечивающей хорошее дробление. Варианты с отбойкой руды на компенсационную камеру применяются на средних и малых глубинах, при невысокой степени напряженности массива, в труднодробимых рудах, а также при весьма неравномерном распределении полезного ископаемого в блоке. Использование вертикальных компенсационных камер позволяет увеличить извлечение и снизить разубоживание руды.
7.1. Система разработки подэтажного обрушения с двухстадийной выемкой.
Сущность. Этаж высотой 60-80 м делится на два подэтажа высотой 30-40м, каждый подэтаж отрабатывается участками шириной по 20-30м, причем каждый участок отрабатывается в две стадии: сначала отрабатываются запасы вертикальной или горизонтальной компенсационной камеры шириной ≈ 6м, а затем отбиваются остальные запасы участка.
Условия применения. Угол падения – крутой (>50 град.), мощность рудного тела > 50м, вмещающие породы неустойчивые, легкообрушаемые, устойчивость руды – не ниже средней (чтобы избежать крепления нарезных выработок), ценность руды – невысокая. Должно допускаться обрушение поверхности земли.
Система разработки подэтажного обрушения применяется для эксплуатации наиболее сложных (по морфологии залежей и составу руд) месторождений, при значительном изменении мощности и угла падения рудного тела в пределах этажа и блока, понижении устойчивости руды и вмещающих пород, а также при наличии нескольких сортов руды.
Подэтажное обрушение применяется на рудниках Кривбасса, медных рудниках Урала, железных рудниках Горной Шории и Хакассии, полиметаллических рудниках Горного Алтая. Ниже рассмотрен традиционный вариант системы – со скреперной доставкой. Однако, возможны и другие варианты доставки и соответствующие им особенности конструкции системы. Так, для применения на доставке погрузочно-доставочных машин можно осуществить вариант с выпуском на траншею.
Подготовительные работы заключаются в проведении рудного (1) и полевого (2) откаточных штреков, которые через каждые 50м – 60м (это и есть длина блока) соединяются откаточными ортами (3). Кроме того, в породах лежачего бока проходится блоковый восстающий (4) и рудный вентиляционно - ходовой восстающий (5) (рис. 33).
Нарезные работы заключаются в проведении на горизонте скреперования орта (6) и скреперных штреков (7) с выпускными дучками (8), которые по мере продвижения очистной выемки разделываются в воронки (9). На уровне горизонта подсечки проходится комплекс выработок бурового горизонта, включающий буровой орт (10), который соединяется с ортом горизонта скреперования коротким восстающим (11). На буровом горизонте из бурового орта в районе компенсационных камер проходятся буровые штреки (12).
Очистная выемка. Отработка запасов блока осуществляется двумя подэтажами. Сначала отрабатывается верхний подэтаж, затем нижний. Каждый подэтаж имеет свои буровой и скреперный горизонты. Подэтаж отрабатывается участками длиной 20-40м в две стадии. Сначала отбиваются запасы вертикальной компенсационной камеры (13). Это – первая стадия.
Во вторую стадию отрабатываются все оставшиеся запасы участка. Отбойка ведется скважинами диаметром 105мм, которые бурятся станками НКР-100М. Зарядный шланг протягивается через восстающие в выработки горизонта скреперования и буровых работ к заряжаемым скважинам. После заряжания всех скважин и монтажа взрывной сети производится массовый взрыв.
Рис. 33. Система разработки подэтажного обрушения с компенсационными камерами
1-рудный откаточный штрек; 2-полевой откаточный штрек; 3-откаточный орт; 4-блоковый восстающий; 5-вентиляционный восстающий; 6-орт; 7-скреперный штрек; 8-выпусные дучки; 9-воронки; 10-буровой орт.
Доставка. Отбитая руда под действием собственного веса перемещается в воронки (9) и скреперами доставляется по скреперным штрекам (7) к рудоспускам (14) и на откаточном горизонте грузится в вагонетки.
Управление горным давлением заключается в выборе такого порядка отработки, чтобы создавались наилучшие условия для самообрушения пород: все блоки отрабатываются последовательно – от центра к флангам, а все подэтажи отрабатываются в нисходящем порядке.
Вентиляция осуществляется за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух по вентиляционно-ходовому восстающему (5) поступает на горизонт скреперования и восстающему (11) в выработки бурового горизонта.
Охрана труда. Правила безопасности такие же как и при системах этажно – камерной и подэтажных штреков. При массовом обрушении должны соблюдаться все правила, связанные с производством массовых взрывов.
Технико-экономические показатели. Производительность забойного рабочего – 40-50 т/см-чел. Главным фактором, определяющим потери и разубоживание руды, является режим выпуска. Установлено, что лучшие результаты по снижению потерь и разубоживания дает равномерный выпуск из всех рудоспусков на площади блока при горизонтальном контакте поверхности отбитой руды с покрывающими обрушенными породами. При правильно выбранных параметрах горизонта выпуска и хорошей организации можно достичь выпуска чистой руды не менее 75—80%, разубоженной не более 10-15%, потерь не более 20-25%.